宁海市需求侧智能用电管理系统的设计研究.pdfVIP

技 术 与 应 用 宁海市需求侧智能用电管理系统的设计研究 杨跃平 王骁 钱建慧 2 刘晓芳 2 徐金灵 2 ( 1 国网浙江宁海县供 电公司，浙江 宁海3 1 5 6 0 0 ；2 浙江新能量科技有限公司，杭州 3 1 0 0 0 0 ) 摘要本文主要研 究了宁海市需求侧智能用电管理系统的架构设计、主要功能设计，以及采 用的相关技术。本文采用 的方案是基 于智 能检测与控制、物联 网和移动应用等技术的应用设计， 其智能用 电管理的信息系统是 由采集 汇集器、计算机、手机通信、集成应用及云计算组成，通过 终端实时读取远程 的电能数据，将数据传 至控制中心，自动生成实时用 电量、用电负荷报表和曲 线等数据实现 电能管理 “ 四化” ，便于监视、管理和控制，有利于提升供 电质量和服务水平。 关键词 ：需求侧智能用 电；物联网和移动技术；云计算；数据处理和分析 De s i g n a n d Re s e a r c h o f t h e El e c t r i c i t y M a na g e m e nt S y s t e m i n Ni n g ha i De ma nd Si de I n t e l l i g e nc e Y a n gY u e p i n g i W a n g Xi a o i Q i a na n h u i 2 L i u X i a o f a n g 2 X u J i n l i n g 2 ( 1 S t a t e Gr i d P o we r C o mp a n y Z h e j i a n g Ni n g h a i ， Ni n g h a i Z h e j i a n g 3 1 5 6 0 0 ； 2 Z h e j i a n g N e w E n e r g y T e c h n o l o g y C o ， L t d ， H a n g z h o u 3 1 0 0 0 0 ) Ab s t r a c t Thi s p a p e r s t ud i e s t h e a r c h i t e c tur e d e s i g n Ni ng h a i Ci t y ,de ma nd - s i de i n t e l l i g e n t po we r ma n a g e me n t s ys t e m，t he ma i n f un c t i o n o f t h e d e s i gn ，a n t i r e l a t e d t e c h n ol og y a d o p t i o n I n t hi s pa p e r ,t he a p p l i c a t i o n p r o g r a m i s d e s i g n e d ba s e d o n i n t e l l i g e n t d e t e c t i o n a n d c o n t r o l ，ne t wo r ki n g a n d mo bi l e a p p l i c a t i o n s ，s u c h a s t e c hn o l o g y ,t he i n t e l l i ge n t po we r ma na g e me n t i n f or ma t i o n s y s t e m i s c o mp os e d o f Ac q ui s i t i o n a g g r e g a t o r , c o mpu t e r s ， mo b i l e c ommu ni c a t i o n s ， i n t e g r a t e d a p pl i c a t i o n s a n d c l o u d c o mp os i t i o n，b y r e mot e t e r mi na l r e a l t i me e ne r gy d a t a i s r e a d ，t h e d a t a i s t r a n s mi t t e d t o t h e c o nt r o l c e n t e r ，a u t o ma t i c g e n e r a t i o n o f r e a l t i me e l e c t r i c i t y c o ns u mp t i o n ，e l e c t r i c i t y l oa d c ur ve d a t a r e po r t i n g a n d e n e r g y m a n a g e me n t t o a c hi e v e t h e f o u r mo de r n i z a t i o n s ” ，e a s y t o mo ni t o r ,ma na ge a n d c o n t r ol ，i s c o nd uc i ve t o e nh a nc i ng po we r q u a l i t y a nd s e r v i c e l e v e l s Ke y wo r ds ： d e ma nd s i d e i n t e l l i g e n t us e o f e l e c t r i c i t y； i n t e r n e t a n d mo bi l e t e c h no l o g y； c l o u d c o mp ut i ng； da t a p r o c e s s i ng a nd a n a l ys i s 随着我 国工业经济快速的发展，对电力的需求 持续 增加 。宁海 县作 为浙 江省 的经济 强县 之一 ，供 需矛 盾突 出 。据 国家 电网宁海供 电公司相 关 负责人 介绍 ，近 年来 ， 宁海地 区 的社 会用 电量 一路飚 升 ， 接连 突破 上一 年度 的最 高用 电负荷 ，使 得原本 就严 峻的用电形势更趋维艰 。 电力需求侧管理是缓解供需矛盾的重要手段， 传统的需求侧管理重点关注的是以政府为主导的有 序用 电，借此 削减 高峰 时段 电网 调峰 的压 力 、提高 供电可靠性。随着 电力需求侧管理工作的逐层深入 和用户对于精细化管理认知水平的提高，建立为电 力用户能效管理服务的需求侧智能用电管理系统是 今后电力需求侧管理的发展趋势。为此 ，宁海供 电 公司提 出需求侧 智能 用 电管理系 统研 究项 目，在研 3 6 I 曝 蘩 燕 2 o 1 4 年 第 8 期 究宁海地区用电结构、负荷特点的基础上，一方面 为 电 网 公 司 的 电力 需 求 侧 管 理 工 作 提供 了技 术 手 段 ，也 为 电能用户提 供 了有 效 的用 电管 理工具 。 1 需求侧智能用电管理系统的设计思路 宁海需求侧智能用 电管理系统以信息化和智能 化为 基础 ， 以物 联 网技术和 移动 应用为 依托 ，将 分 布式 采集 需求侧 变 电站 、主 要用 电设备 有机 整合 为 一 体 的智 能化 网络系 统 。该 系统 的结构 设计 图如 图 1所 示 。现 场采 集层 利用智 能采 集装置 覆盖 末端 用 户侧的变配电站、 高低压用电线路和主要用 电设备， 实现分布式实时采集需求侧 的用 电数据，为精细化 用 电管理提 供技术 支撑 。传 输层采 用先进 的有 线 无 线组 网技 术 ，利用 智能通 讯设 备实现 现场 采集 装置 技 术 与 应 用 序用 电工作督导站办公室负责维护、稳定有序用 电 下 的供用 电秩 序 ，推 动企 业生 产有序 用 电、努 力实 现全 县节 能 降耗 目标 。 1 ) 在 电力 供应 紧张 时启动有序 用 电下 的用 电负 荷控制功能。 根据需求侧用电负荷特性，预先设定的安保负 荷、可中断负荷和不可中断负荷，将其依次设置一、 二、三级负荷 ，确定需求响应 的负荷类型、数量， 建立有序用电预警制度，在迎峰度夏等 电力供应紧 张时段 ，根据需求侧智能用电管理在线监测系统的 数据最大限度的挖掘 电力调峰能力。 2 ) 根据有序用电预案，批量下达、执行并实时 显示方案执行前后用 电负荷对比报表 。 如果实时负荷超过负荷上限，则根据预先设定的 出线负荷等级，拉掉三级负荷和二级负荷。当实际负 荷下降至负荷上限的 9 0 ( 可以设定)以下时，系统 自动按照优 先级恢复二级 负荷 、三级负荷 的供 电。当 实际负荷下降至负荷上限的9 0 ( 可以设定) 以下时， 系统 自动 按照优先级恢复二级负荷、 三级负荷 的供 电。 3 2 智能在线监测 为了便于需求侧用电管理，系统提供了智能在 线监测功能。该技术功能的实现是通过安装在需求 侧末端设备上可实时记录表征设备运行状态特征量 的测量和诊断系统的技术。该监测系统由采集 汇集 器、计算机、手机通信、集成应用及云计算组成 ， 通过终端实时读取远程集中负荷和用户侧重点企业 关键用电设备、生产工序的电能数据，并 以通信手 段将其传至控制 中心， 自动生成用电量、用电负荷 报表和曲线等数据 ，便于在线监视、管理和控制。 1 )用电负荷实时监测 负荷实时在线监测系统通过用电负荷实时采集 装置并将用电负荷数据实时发送到至控制 中心的负 荷在线监测系统中，实现实时掌握设备的用电量 、 负荷等参数指标。监测系统可根据需要在设置查询 时间段内查看多条 ( 单条 )用电线路的 日、月负荷 曲线 、负荷率 曲线等信息，并将数据集中汇总成一 条的方式进行展现，展示的内容包括：线路负荷曲 线，线路运行状态、线路 电量统计和线路尖峰谷 图。 2 )电能质量在线监测 利用系统的信息采集功能，测量分析公用 电网 供到用户受 电端的交流 电能质量，通过上传数据比 对、统计分析供电频率偏差、供电电压偏差、供电 三相电压允许不平衡度 ，从而为诊断电能的电压或 3 8 l 嚎 囊 |譬 藤 燕 2 o 1 4 年 第 8 期 负荷越限、功率因数越限报警提供依据，并结合用 电负荷 、负荷 率 、 电能量 、三 相平 衡度 、负荷 预测 支 持等指 标 ，实 现用 电实时监 测 。 3 )数据处理和分析 由采集装置将终端各用电设备的运行参数 ，包 括：电流、电压、有功 电度、无功功率、功率因数 和隔离开关的分合 闸状态等信息进行实时采集 。计 算机控制中心对采集装置所采集的实时数据进行统 计 、计 算与 处理 ，并将数据 进行定 时存储 和分 析 。 ( 1 )数 据查询 与处理 采集装置 实时采集 并掌握生产企业 各生产 单 元、各设备的数据，并形成报表 ，为其用电情况提 供跟 踪 、查询和 处理 。对 同一用 电单位 不 同时期 、 不同用电单位同一时期的负荷、电量、功率因数、 变压器负载率等参数进行统计。历史 日数据处理是 按 曰统计、 计算各种历史数据并生成 明细表保存的， 而历史月数据处理是利用终端将采集的数据在月末 2 3点生成各种月明细表并保存的。 ( 2 )数据分 析 根据终端用 电的负荷特性，结合现场环境、生 产能力和历史数据等因素综合分析、查找用电环节 中的异常数据。按照预先确定的规则对负荷、电量、 电能质量等进行统计分析，以 E x c e l 格式导出所需 的统计表后，整理并清晰的反映终端用户的用 电构 成 ， 辅助开展线损计算， 消除各类不合理用电现象， 为管理提供决策依据。 3 3 移动通信应用 在无 互联 网 的情况 下需求 侧用 电管理 人员 可通 过 手 机 在 系 统 中查 看 远 程 实 时 上传 采 集 的用 电数 据 ，以图形化方式展示各路进 出线开关状态和实时 电能信息，并实时展现在线运行状态。根据手机查 看各类实时和历史数据、报警信息的功能，提升异 常 情况